[发明专利]一种解决半导体硅刻蚀工艺偏移的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体硅刻蚀工艺，具体地说，涉及一种解决半导体硅刻蚀工艺偏移的方法。

背景技术

在半导体行业大规模集成电路的工艺过程中，需要在硅片表面加工出具有细微尺寸的图形。要求在不同时间、不同状态时，一台刻蚀设备刻蚀硅片后得到的图形重复性一定要好，这直接影响着刻蚀设备机台的产率和良率。

目前，在维护腔室稳定状态的工艺方面，已经有一些经验，但是对恢复刻蚀设备到刻蚀状态这样的工艺也是依赖于刻蚀设备之前的环境。如果这种工艺不合适，将有可能导致产品硅片的刻蚀结果工艺和重复性都会比较差。

如果刻蚀后干法清洗的不彻底则很容易引起刻蚀结果的漂移，从而引起上面提到的各种问题。

当一台硅刻蚀设备长时间进行一种工艺的刻蚀，如果要转换到另一种工艺，很容易造成工艺结果的漂移，而目前的方法是先用干法清洗轰击腔室的侧壁，再进一步对腔室进行暖机。倘若这样处理后在切换不同工艺时仍会出现问题，则需要拆开腔室进行清洗，即用一些化学液体反复擦拭腔室侧壁，然后再重新安装调试。其目的是为了维护稳定的工艺环境，去掉残留在腔室侧壁上的聚合物对下一步刻蚀的影响。

上述方法一直在广泛应用，但是它最大的缺点在于每次需要对腔室进行清洗，需要耗费大量人力，物力以及时间。对腔室清洗虽是不能避免的，但是可以延长对腔室进行周期性维护的时间。还有，该方法并没有解决关于两种工艺结果进行切换时候的工艺结果漂移的问题(如图1、2所示)，也就是说，在一台应用于半导体行业的刻蚀设备进行两种不同工艺切换的时候，以往最好的工艺结果会发生变化，找到的工艺窗口也会消失，造成已经找到的工艺结果需要重新进行调整。而且一般在腔室工艺转化时，需要先进行拆机，对关键件进行清洗，经重新安装后再进行腔室的工艺条件恢复，包含的工序繁多，很是麻烦。

因此，需要寻找更好解决刻蚀腔室切换工艺的时候刻蚀工艺漂移的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可有效解决腔室切换工艺时刻蚀工艺漂移的方法，该方法不仅克服了腔室切换工艺时刻蚀工艺漂移的缺陷，而且还提高了产率和良率。

为了实现本发明目的，本发明的一种解决半导体硅刻蚀工艺偏移的方法，包括如下步骤：

第一步，控制腔室压力在40～90mT；源电极的功率控制在650～900w；通入含氟气体，流量在150～200sccm；通入氧气，流量采用15～30sccm；刻蚀时间20～40s；该步骤的目的是去除腔室内的无机物残留。

第二步，控制腔室压力在40～90mT；源电极的功率控制在650～900w；通入氧气，流量采用180～250sccm；刻蚀时间3～5s；

第三步，控制腔室压力在15～30mT；源电极的功率控制在650～900w；通入氧气，流量采用180～250sccm；刻蚀时间15～30s；该步骤的目的是去除腔室内的有机物残留。

第四步，控制腔室压力在0～15mT；通入甲烷气体，流量在30～80sccm；刻蚀时间5～15s；该步骤先通入气体为的是使气流稳定。

第五步，控制腔室压力在0～15mT；源电极功率控制在250～350w；下电极功率控制在30～90w；通入甲烷气体，流量在30～80sccm；刻蚀时间5～15s；该步骤对上一步通入的气体进行起辉。

第六步，控制腔室压力在0～30mT；通入氯气，流量在5～30sccm；通入含溴气体，流量在150～200sccm；通入惰性气体，流量在5～15sccm；刻蚀时间5～15s；该步骤先通入气体使气流稳定。

第七步，控制腔室压力在0～30mT；源电极功率控制在250～350w；下电极功率控制在30～90w；通入氯气，流量在5～30sccm；通入含溴气体，流量在150～200sccm；通入惰性气体，流量在5～15sccm；刻蚀时间40～80s；该步骤对上一步通入的气体进行起辉。

重复循环上述步骤至少两次。

其中，优选步骤为：第一步，控制腔室压力在60～80mT；源电极的功率控制在750～850w；通入含氟气体，流量在160～180sccm；通入氧气，流量采用15～25sccm；刻蚀时间30～35s；

第二步，控制腔室压力在60～80mT；源电极的功率控制在750～850w；通入氧气，流量采用180～210sccm；刻蚀时间3～5s；

第三步，控制腔室压力在15～20mT；源电极的功率控制在750～850w；通入氧气，流量采用200～220sccm；刻蚀时间20～30s；